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1、专题3 有机化合物的获得与应用,第一单元 化石燃料与有机化合物 第一课时 天然气的利用 甲烷,探讨有机物的概念,思考1：你能说出那些有机物吗？,甲烷（CH4）、酒精（CH3CH2OH）、蔗糖（C12H22O11）、 醋酸（CH3COOH）、四氯化碳（CCl4）、葡萄糖（C6H12O6）,思考2：观察上述有机物的分子组成，你发现有哪些共同点？,都含碳元素,有机物：绝大多数含碳元素的化合物。,组成元素：C 、 H、O （主要元素） N、P、S、X(X=F、Cl、Br、I)等。,思考3：哪些含碳元素的物质不是有机物？,碳及氧化物（如CO2、CO）、碳酸（H2CO3）、碳酸盐（如CaCO3）、KSCN
2、等属于无机物。,1、下列不属于有机物的有： 、甲烷(CH4) 、碳酸钠(Na2CO3 ) 、CO(NH2)2 、醋酸(CH3COOH),2、化石燃料包括 、 、 。,天然气,石油,煤,3、它们的主要成分分别是什么？（阅读课本P58）,B,我国的石油与天然气资源,阅读教材P58,（1）我国的石油资源； （2）我国的原油需求； （3）“西气东输”是将新疆、四川等西部地区的天然气，通过管道东输到长江三角洲，最终到达上海的一项巨大工程。天然气是高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种重要的化工原料。 （4）东海、南海海底的“可燃冰”。,可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃
3、冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。,千年希望 可燃冰,有机物种类繁多的原因：,一个碳原子可以形成四个共用电子对，如CCl4,CH4等。 碳原子间可通过单键、双键、叁键相结合。 碳原子间可结合形成碳链和碳环。 分子式相同，分子结构也可能不同，即同分异构现象。,有机物的性质：,绝大数有机物是非电解质 绝大多数有机物难溶于水易溶于有机溶剂 绝大多数有机物熔沸点较低 绝大多数有机物可燃 绝大多数有机反应速度较慢且伴有副反应,烃,tng,碳,氢,tn,qng,烃,仅含碳、氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃,甲烷（CH4）是最简单的有机化合物。,甲烷（CH4）是最简单的烃。,天
4、然气、沼气、坑气等的主要成分均为甲烷。,1、物理性质,无色、无味的气体，CH4 空气 ，难溶于水。,一、甲烷,（向下排空气法）,（排水法）,1、已知在标准状况下甲烷的密度是0.717gL-1 ，含碳75%，含氢25%。利用这些数据怎样确定甲烷中的碳、氢元素的质量比、原子数比和分子式。,P59 交流与讨论,有机物 分子式,各原子物质的量比或原子个数比（最简式）,摩尔质量或相对原子质量,CH4,+1,-4,2、甲烷的分子组成与结构,分子式,CH4,电子式,结构式,空间结构,正四面体,球棍摸型,二氯甲烷只有一种证明了甲烷的正四面体结构,比例模型,现象：甲烷不能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。,把甲烷
5、气体分别通入酸性KMnO4溶液与溴水中，观察现象。,结论： 通常情况下，甲烷比较稳定。一般不与强酸、强碱和强氧化剂等发生化学反应。,3、化学性质,（1）氧化反应,CH4爆炸极限：5%15.4%,注：有机反应方程式中用“ ”不用“”；,燃烧,现象：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,甲烷在点燃之前要如何处理？,如何检验生成H2O和CO2？,（加氧或去氢的反应）,验纯,H2、S、CH3CH2OH、CO、H2S,明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,罩一只干燥的烧杯,烧杯壁上有水珠,有H2O生成,罩一只内壁用澄清石灰水润洗过的烧杯,澄清石灰水变浑浊,有CO2生成,P59观察与思考观察甲烷燃烧的现象，并检验
6、燃烧产物,2、为验证CH4分子中含C、H两种元素，可将其燃烧产物通过：a.浓硫酸；b.澄清石灰水；c.无水硫酸铜。正确的顺序是（ ） A.a、b、c B.b、c C.b、c、a D.c、b,D,3、1 mol甲烷在通常状况下完全燃烧后放出890 kJ热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式。,集气瓶内气体在光照条件下发生反应,甲烷和氯气在光照条件下反应,黄绿色逐渐消失，有白雾；集气瓶内液面 ；内壁有 出现。,油滴,上升,一氯甲烷( g ),二氯甲烷( l ),三氯甲烷又叫氯仿 ( l ) 有机溶剂,四氯甲烷又叫四氯化碳( l ) 有机溶剂、灭火剂,（2）取代反应,（甲烷与氯气光照）,注意:甲烷与氯气
7、发生取代反应（与氯水不反应）且产物是混合物,4、判断下列反应是否为取代反应 ACH4Cl2 CH3ClHCl B2HICl2 = 2HClI2 C CH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl D 2C6H615O2 12CO26H2O E. CH4+Br2 CH3Br+HBr FH2C=CH2HCl H3CCH2Cl G. CH4 C2H2,（3） 受热分解,合成氨、汽油的原料,橡胶工业的原料,可以用于制造颜料、油墨、油漆等,甲烷在隔绝空气加热时很难分解，大约在1500时能分解成炭黑和氢气。,4、甲烷的利用 (1)由甲烷可制得制冷剂氟利昂： (2)由甲烷可制得CH3OH： (3)甲烷高温下可分解
8、，分解的化学方程式为： 。,稳定性：甲烷不能使溴水或酸性高锰酸钾褪色,物理性质,化学性质,氧化反应,分解反应,取代反应,决 定,反应,无色无味的气体， 极难溶于水， 密度比空气小。,甲烷的结构：正四面体,小结,5、下列气体的主要成分不是甲烷的是 A.空气 B. 沼气 C. 天燃气 D. 水煤气 E. 坑气 6、在光照条件下，将1摩甲烷和1摩氯气充分反应，得到物质的量最多的是 A.CH3Cl B. CH2Cl2 C. CCl4 D. HCl,AD,D,7、有四种物质：金刚石；白磷；甲烷；四氯化碳，其中具有正四面体型结构的是 A、 B 、 C 、 D、全部,D,8、下列物质常温下呈气态的是 （ ）
9、 A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CHCl3 D、CCl4,A,9、下列物质在一定条件下，可与CH4发生化学反应的是 （ ） 氯气 溴水 氧气 酸性KMnO4溶液,AC,10、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是（ ） A、氯气与氢气反应 B、氯气与甲烷反应 C、氧气与甲烷反应 D、次氯酸的分解,C,11、向下列物质的水溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生的是（ ） 、CH3Cl、NaCl 、KClO3 、CCl4,B,12、天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为 CH4 +2O2 CO2 +2H2O;C3H8+5O2 3CO2 +2H2O; 现有一套以天然气为燃料的灶具，改燃
10、液化石油气,应采用的正确措施是（ ） A两种气体进入量都减少 B增大空气进入量或减少液化气进入量 C两种气体进入量都增大 D减少空气进入量或增大液化气进入量,B,观察下列有机物的结构,回答下列问题,1.结构上有什么特点? 2.写出分子式,并推测通式.,C2H6,C3H8,C4H10,C4H10,二、烷烃 1、定义：碳原子都以单键相连成链状，其余的价键均用于与氢原子结合达到“饱和”，这一系列化合物称为烷烃。 2、通式：CnH2n+2(n1)（符合该通式的一定是烷烃） 3、表示方法：结构简式 4、命名 n10：依次称为甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。 n11：直接根据碳原子数称为某烷，如C
11、16H34称为 。,十六烷,5、性质（和甲烷相似） （1）物理性质 不溶于水，密度比水小 随碳原子数的增多，熔沸点升高状态：g(n4) l s；碳原子数相同，支链越多，溶沸点越低。 （2）化学性质 可与O2发生燃烧反应，其化学方程式为： 。 可与Cl2在光照下发生 反应。 高温分解,取代,烷烃同分异构体的书写 遵循“主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间”的规律。,等效氢原子的判断方法 同一个碳原子上的是等效的。 同一个碳原子上所加的甲基上的氢原子是等效的。 同一分子中处于轴对称或镜面对称，对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时，物与像的关系)。,以下为某烷烃的碳架部分
12、（H省略）， 请用系统命名法命名,两端等距不同基，起点靠近简单基,取代基位次之和尽可能小,3-乙基戊烷,2，3-二甲基戊烷,用系统命名法命名下列烷烃,3-甲基-6-乙基辛烷,3，5-二甲基-3-乙基庚烷,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,2,5-二甲基 -3-乙基己烷,请判断下列命名的正误,（1）3，3二甲基丁烷 （2）2，3二甲基-2乙基己烷 （3）2，3二甲基乙基己烷 （4）2，3，5三甲基己烷,根据下列烷烃的名称，写出结构简式,(1)2，2，3，3-四甲基丁烷,(2)2，5-二甲基-4-乙基辛烷,(3)3，3-二乙基己烷,15、分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构
13、)( ) A3种B4种 C5种D6种,B,甲烷分子的正四面体结构,1、甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构，而不是正方形的平面结构，理由是（ ）,CH3Cl只存在一种结构 CH2Cl2只存在一种结构 CHCl3只存在一种结构 CCl4中四个价键的键角和键长都相等,B,有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应,13、写出下列烷烃的分子式： （1）含有18个碳原子的烷烃的分子式 C18H38 （2）含有18个氢原子的烷烃的分子式 C8H18 （3）相对分子量为128的烷烃的分子式 C9H20,同系物：,结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为
14、同系物。,质子数等，中子数 不等，原子之间,原子,氕、氚,同一元素 形成的不 同单质,单质,O2、O3,结构相似，组成 上差一个或n个CH2,化合物,C2H6、 C4H10,相同分子式，不 同结构的化合物,化合物,CH3(CH2)3CH3、 C(CH3)4,14、下列五组物质中 互为同位素， 是同素异形体， 是同分异构体， 是同系物， 是同一物质。 1、 2、白磷、红磷 3、 H H 4、CH3CH3、CH3CHCH3 | | | HCCl 、 ClCCl CH3 | | Cl H 5、CH3CH（CH3）CH2CH3C（CH3）4,1,2,5,4,3,有机物的表示方法,例：C6H14,H H H H H | | | | | H C C C C CH | | | | | H HC H H H H | H,或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3,结构简式,对应的结构式和结构简式,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3 )CH3,烷烃的分子式和名称,“丁烷”,“庚烷”,“己烷”,“己烷”,当有几条等长的碳链，选择取代基多的碳链作为主链,